Миниатюрный гравитационно-волновой детектор

Ученые строят гравитационно – волновой детектор

Команда физиков и астрономов Северо-Западного университета готова вести гравитационно-волновую астрономию к ее эволюции. Фонд В.М. Кека выделил 1 млн. долл. США, которые будут использованы для разработки прототипа нового типа гравитационно-волнового детектора, достаточно малого, чтобы поместиться на столешнице и достаточно мощного для обнаружения космических событий, которые невозможно обнаружить с помощью существующего астрономического оборудования.

«Это начало следующего этапа гравитационно-волновой и многовекторной астрономии», — сказал главный исследователь проекта Эндрю Джерачи. «Этот настольный сенсор сможет наблюдать события, которых мы никогда раньше не видели, расширяя наше понимание пространства и Вселенной.»

Левитирующий детектор датчика расширит спектр обнаруживаемых гравитационных волн до более высоких частот, возможно, откроет окно для типов событий, связанных с загадочной темной материей во Вселенной. Он дополнит исследования, проводимые в ЛИГО и обсерватории «Дева», которые занимают несколько акров земли в Соединенных Штатах и Италии, путем наблюдения за более мелкими космическими явлениями. Они производят волны на частоте, которую ЛИГО и «Дева» обнаружить не могут.

«Собаки способны слышать звуковые частоты, которые человеческое ухо не может воспринимать. Аналогичным образом, поднятые датчики будут улавливать частоты, которые ЛИГО и Дева не могут обнаружить», — сказал Калогера, который также является заслуженным профессором физики и астрономии Университета Даниила И. Линцера и одним из ведущих астрофизиков в области научного сотрудничества ЛИГО (LIGO Scientific Collaboration, LSC).

Северо-западные ученые в течение двух лет будут строить и испытывать прототип датчика, состоящий из двух рукавов в форме буквы L, каждая длиной около одного метра. Затем спутник будет работать в течение одного года, результаты его работы будут представлены международному сообществу, занимающемуся гравитационными волнами и астрономией.

Снабжаемые датчики будут способны обнаруживать космические явления, которые производят гравитационные волны с частотой более 10 кГц. Считается, что волны являются результатом небольших космических событий с участием черных дыр, сходных по массе с Солнцем Земли, и первозданных черных дыр, образовавшихся в самые ранние дни Вселенной. Астрофизики выдвигают теории, но до сих пор не могут доказать, что эти события являются причиной создания темной материи. Другие темные вещества-кандидаты, такие как аксионы, гипотетические частицы, которые, как предполагается, являются компонентом холодной темной материи, также могут быть найдены с помощью устройства.

Разработка данного настольного детектора совпадает с разработкой третьего типа детектора на противоположном конце частотного спектра. Европейское космическое агентство планирует запустить в начале 2030-х годов космический гравитационно-волновой детектор LISA протяженностью в десятки миллионов миль.

«Подобно тому, как электромагнитная астрономия имеет телескопы и детекторы гамма-излучения и многое другое, гравитационно-волновое сообщество сейчас разрабатывает инструменты, необходимые для обнаружения событий на всех участках спектра», — сказал Шейн Ларсон, соисследователь проекта. «LISA обнаружит крупные события; LIGO и Virgo обнаружат средние события; и LSD обнаружит наименьшее космическое событие.»

Популярные материалы